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【摘要】 脑部属于人体能量代谢最为活跃、需氧量最多的器官，术后脑部一旦缺氧，会严重损害神经中枢，并易引发肢体功能、语 言功能等功能性障碍。因此维持患者适宜的脑供氧平衡，以保证脑组织新陈代谢是围手术期麻醉管理的核心任务之一。脑氧饱和度监测 是使用分光光度法，通过照射皮肤氧合血红蛋白、还原血红蛋白对光吸收的变化来测量脑氧饱和度，这种检测方法可直接反映出脑组织 中氧气供应的情况，同时该检测方法具有无创、操作便捷的特点，灵敏度和特异度也较理想，因此在神经外科、心外科等疾病的手术中 得到广泛应用。现深入探讨脑氧饱和度监测在临床中的应用情况，以提升手术患者围术期治疗的安全性。
【关键词】 脑氧饱和度,红外光谱,研究进展
大脑中枢是维持生命和意识的器官，中枢神经系统对缺氧极为敏感，脑质量仅为体质量的 2%，而脑血流却占全身血流量的 15%~20%，故在围手术期保证大脑、心脏等重要脏器的灌注对患者术后康复起着至关重要的作 用 [1] 。目前临床常用脉搏氧饱和度监测机体氧合状态，其无法直接灵敏地反映大脑氧饱和度变化，并在早期不易发 现脑组织缺氧的情况。脑氧饱和度是近年临床围手术期麻 醉监测中的一项新技术，依据红外光谱学方法，对大脑的局部区域混合血液进行氧饱和度的测定，从而评估脑组织代谢情况，且该方法可以持续性地对脑血氧饱和度进行监测，同时脑氧饱和度监测受到温度、体质量、脉搏波动的影响较小，灵敏度较高，在临床各个领域均得到广泛使用，并取得较好的使用效果 [2] 。基于此，现将对脑氧饱和度监测的工作原理，并在临床各个领域的应用价值展开综 述，以提升围术期治疗的安全性。
1 脑氧饱和度监测的基本原理
脑氧饱和度监测主要使用朗伯- 比尔定律，即光线在 溶液中通透性与溶液中可吸收分子的密度、浓度及波长之 间存在密切的联系，可通过对通透性的检测，以判断脑部是 否存在缺氧、缺血[3]。脑氧饱和度监测与脉搏血氧仪原理相 似，依照红外光谱的原理，近红外光本身在人体的穿透性 较强，可到达人体头皮、颅骨及脑组织，近红外光被组织 中的氧合血红蛋白、血红蛋白吸收后，得出入射光和反射 光强度之间的差值，通过计算可得出脑氧饱和度。另外， 红外线在进入到颅内之后，与氧合血红蛋白、血红蛋白、细胞素等发色基团结合，会出现衰减的情况，而不同的发 色基团对红外线的吸收具有自身的差异性，通过测量组织 中发射出的红外线强度，依照朗伯 - 比尔定律即可获取脑 氧饱和度的数值 [4] 。脑氧饱和度监测可用于测量局部脑组 织、动脉和静脉血液中的混合血氧饱和度，并且无需动脉的 波动信号， 而脑血容量中静脉血流丰富， 约占 70%，所以 主要反映的是脑部静脉血氧饱和度，该检测方法可以连续 反映脑组织供氧情况，因此在临床具有较高的应用价值。
2 脑氧饱和度监测在临床的应用
2.1 骨科 脑组织对于缺氧高度敏感并且耐受性差，在 进行骨科手术的操作中，高龄患者血管弹性差，更容易出 现脑供血不足。在手术过程中，由于药物、手术操作等原 因会造成一过性低血压，极易诱发局部脑组织缺血缺氧， 引起术后谵妄，因此通过监测脑血流、脑血氧饱和度，可 以了解患者脑供氧情况，更有利于骨科手术的进行。已有 研究认为，术后谵妄与脑缺血、缺氧损伤密切相关，而 近红外光谱仪可连续无创监测脑血氧饱和度，反映脑氧供 给与消耗情况，在老年骨科手术中对术后认知功能状态的 预测价值已得到认可 [5] 。因此，麻醉期将局部脑氧饱和度 维持在合理范围内，无疑对于减轻脑缺血缺氧损伤和维持 脑正常代谢，减少术后谵妄意义重大。李茜等 [6] 研究中， 通过无创监测脑血氧饱和度，可预测高龄骨科下肢手术患 者术后谵妄的发生，提示调整术中脑灌注，对减少高龄骨 科患者术后谵妄发生有指导意义，印证了术后谵妄与脑缺 血、缺氧密切相关的结论。因此可以显示脑氧饱和度监测在骨科中的应用价值较高，不仅可以在手术中维持各项生 命体征的稳定，防止发生脑缺氧、术后谵妄等问题，还可 保护脑部各项功能，利于术后恢复。
2.2 儿科 脑氧饱和度监测在儿科也具有较高的应用价 值，对于呼吸窘迫综合征患儿，在进行辅助通气的过程 中，对脑氧饱和度进行监测可更加准确地确定氧流量，并 增加内脏氧合;而对早产儿进行脑氧饱和度监测则可更加 全面地了解患儿的情况，及时发现疾病，积极实施相应的 治疗措施 [7] 。而在小儿手术操作中，因患儿年龄较小，可 能出现术后认知功能障碍，对术后康复进程造成影响，脑 氧饱和度可反映患儿脑组织供氧和氧耗之间的平衡变化， 通过该方法及时判断患儿脑部氧合情况 [8] 。研究显示，高 原地区儿童腹腔镜手术中加入脑氧饱和度监测，术后 7 d 患儿简易智力状态检查量表(MMSE)评分显著高于术后3 d，术后 3、7 d 中枢神经特异性蛋白(S- 100β)水平均低于术后 1 d，可见对患儿脑氧饱和度监测可起到保护大脑 的作用 [9] 。陆春梅等 [10] 也指出，新生儿换血术中加入脑 氧饱和度监测，整个手术操作过程中可获取更加完整的脑 部氧合状况，避免出现脑部缺氧的现象。患儿由于年龄较 小，病情变化快，机体各项生命体征也会随着病情发展发 生改变，在进行脑氧饱和度监测之后，医师可更加全面地 分析患儿的基本情况，及时应对紧急情况，以提升对疾病 的综合效果干预，同时患儿处于快速发育阶段，一旦脑部 长期血氧饱和度不足，对后期的生长发育也会造成影响， 通过监测可及时发现血氧饱和度方面的问题，实施相应的 干预治疗，提升疾病治疗的安全性。
2.3 神经外科 神经外科手术在操作的过程中会引起机 体剧烈的应激反应，使交感神经发生兴奋，出现脑组织 水肿和颅内压增加，降低脑组织灌注，如情况较轻会造成 术后认知功能障碍，严重时还可能引发脑疝，甚至威胁生 命，因此需要在围术期对脑功能进行持续监测。另外，神 经外科方面的疾病本身对于颅脑的损伤就较为严重，患者 自身会发生缺氧和缺血的问题，如果不能及时掌握患者的 脑部血氧情况，可能导致抢救不及时的情况发生。而血氧 饱和度持续监测，可以帮助医师更好地掌握血氧情况，安 排治疗和抢救，提升疾病的整体治疗效果。有研究显示， 颅脑损伤的患者脑组织水肿的出现，会导致颅内压不断升高，进而发生脑血流减少、脑组织的缺血、缺氧，最终对 脑部产生不可逆转的损伤 [11- 12]。
重型颅脑损伤则属于一种对脑部损伤较大的疾病，对 于重型颅脑损伤患者在进行脑氧饱和度监测后，可更好地 了解脑组织的基本代谢情况，更加全面地了解脑部血流灌 注情况，对颅内压升高是否为脑缺血进行判断，然后结合 实际情况给予患者抗休克、提升动脉血压及降低颅内压等对症支持治疗， 以维持脑血流灌注 [13- 14]。王忠等 [15] 在研究 中，将重型颅脑损伤患者分为对照组(神经外科重症传统 监护治疗) 与联合组(神经外科重症传统监护治疗 + 动态颅内压 + 脑氧饱和度监测) ，结果发现， 与对照组比， 联 合组患者在神经外科重症监护病房住院时间显著缩短，并 发症发生率、6 个月后的死亡率均显著降低， 出院时格拉斯 哥昏迷指数(GCS)评分、格拉斯哥预后评分(GOS)评 分均得到显著提升，取得较好的疾病治疗效果。而研究也 显示，在前循环急性缺血性脑卒中机械取栓术的治疗中， 脑氧饱和度监测目标导向治疗后，患者脑出血转化、脑血 管再闭塞等发生率及病死率均明显降低 [16]。同时在老年动 脉内膜剥脱术中进行脑氧饱和度监测，各血管活性药物用 量和心肌耗氧量减少，可更好地控制患者血压 [17]。
2.4 心外科 心脏手术操作复杂，心脏本身承担了供血 的功能，在手术过程中不可避免地对脑部的血流造成影 响，特别是复杂性心脏手术，患者可发生术后谵妄，对预 后不利。研究也显示，术中脑氧饱和度监测会降低患者术 后神经系统并发症、认知功能障碍的发生率，如果在手 术过程中对脑氧饱和度进行监测，便于制定更加合理的 疾病干预方案 [18- 19]。而在微创冠脉旁路移植术手术的治疗 中，脑氧饱和度监测可反映出脑组织血氧供需，通过调控 并维持患者围手术期脑氧饱和度，以减少脑组织灌注障 碍、脑氧代谢紊乱等神经方面的并发症的发生，更加准 确、及时地评估患者脑部血供和脑组织氧供情况，以维持 血压和内环境的稳定，必要时及时调整手术方案，保证脑 灌注 [20]。
体外心肺复苏也属于疾病抢救的一个重要的内容，其 中脑氧饱和度可对脑部灌注进行监控，以保证脑部血流灌 注正常， 经过监控后， 患者呼气末二氧化碳分压显著降低， 抢救后脑组织局部氧饱和度得到提升，因此脑氧监测能及 时发现患者脑区氧供状况和脑血流变化情况，及早对脑组 织缺血、缺氧做出判断，有利于提升抢救成功率 [21]。
2.5 感染性疾病 感染性休克是一种在重症监护室发生 率较高的疾病类型，可能导致患者呼吸困难，会对脑部的 供氧造成影响，使脑部发生缺氧和缺血，影响疾病恢复， 甚至威胁生命;且在疾病发生之后脑灌注会明显降低，脑 部氧代谢和脑血流量也会降低，导致平均动脉压降低，而 在治疗中对组织灌注水平的监控非常关键，脑氧饱和度 监测可及时掌握可脑部含氧量，进而制定相应的干预措 施，提升患者心输血量和循环血量，确保机体内伤循环的 正常。许承斌等 [22] 在研究中指出，复苏 72 h 的感染性休 克患者平均动脉压、中心静脉压及中心静脉血氧饱和度均 显著改善，可提升抢救成功率;袁博 [23] 在研究中也指出， 脑氧饱和度监测指导脑灌注有利于感染性休克患者血流动 力学、脑钠肽的恢复，复苏 48 h 后患者平均动脉压、中 心静脉压、脑钠肽、乳酸水平均显著改善，提升患者组织 灌注、氧代谢情况，安全性良好。
脓毒血症属于全身性炎症反应综合征，因感染调节系 统失调， 机体内存在大量的促炎因子， 在多种介质相互作用 下形成细胞因子风暴和瀑布样炎症级联反应，导致机体血 液灌注不足， 严重威胁患者的生命安全。在进行疾病治疗的 过程中，脑氧饱和度与耗氧量之间存在密切的联系， 可反映 脑部氧代谢具体情况，使医师更加及时地掌握液体复苏治 疗的时机，为心律、脉搏等指标的监控起到积极作用 [24]。
3 脑氧饱和度监测的影响因素
3.1 技术因素 脑氧饱和度监测过程中因为电极片放置位置不当或者操作不正确会导致信号受到一定程度的影 响，导致手术过程中无法获取准确的数值，并且数据也会 受到头皮和头骨内血流的影响 [25] 。而且近红外线无法穿 透探头和组织之间的气体和出血层，使硬膜外、硬膜下、 脑组织中出血或者颅内积气时光线受到干扰，使检测的准 确性受到较大的影响。
3.2 患者自身因素 影响脑氧饱和度监测患者自身方面 的因素主要包括脑灌注量、脑供氧需求，相关研究显示， 年龄会对脑氧饱和度监测造成一定的影响，随着年龄增长 患者脑供氧量减少，微循环改变，降低了脑氧饱和度 [26]。 有研究中还指出，体质量、身高、头部大小、性别等因素 不会对脑氧饱和度监测造成影响，但是麻醉深度、手术中 通气方式等会对脑氧饱和度产生一定的影响，特别是麻醉 镇痛药物、肌松药物、镇痛药物会导致全身血管扩张、体 热散失，血乳酸、血红蛋白及二氧化碳浓度均发生变化， 使脑部供氧量下降;吸入麻醉药物七氟烷相较于静脉麻醉 药物可导致脑氧饱和度升高，而左心室射血分数、肾小球 滤过率及血细胞比容也会对脑氧饱和度监测结果产生影 响，但年龄、性别、体质量指数对其的影响相对较小 [27]。 可见，脑氧饱和度监测在各个疾病的治疗中影响因素均较 多，需加强监控，以保证手术或治疗的安全。
4 小结与展望
脑氧饱和度反映了脑部氧供和氧需之间的关系，多采 用红外光谱学方法对大脑局部区域混合血液饱和度进行测 定，评估脑组织脑代谢具体情况， 在监控颅脑损伤、蛛网膜 下腔出血后脑灌注受损及指导维持脑灌压过度通气方面的 治疗中具有积极作用;还可及时监测脑血流的动态变化， 对脑组织的缺血、缺氧制定全面的干预措施，更好地指导 术中麻醉和疾病抢救，降低神经系统并发症的发生率，因 此在骨科、儿科、神经外科、心外科、感染性疾病的治疗中发挥重要作用。但是该方法在实际操作中也存在一定局 限性，受到技术方面的限制、患者等因素的影响，指标获 取方面存在一定误差，因此需要多次测量取平均值，以发 挥出最大的使用优势，提升临床干预效果。
参 考 文 献
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